Сухая строительная смесь на основе композиционного гипсового вяжущего

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский государственный технический университет имени
Гагарина Ю.А.1,2,3,4

Сухая строительная смесь на основе композиционного гипсового вяжущего

Евстигнеев Сергей Александрович

В условиях дефицита энергоресурсов, постепенного исчерпания природного сырья, решением обострившейся экологической проблемы может стать производство сухих строительных смесей с применением техногенного сырья, в частности фосфогипса. Сухие строительные смеси на основе вяжущего из фосфогипса полугидрата и дигидрата представляют собой сложные многокомпонентные твердеющие системы, в которых особый интерес представляет изучение взаимодействия химических добавок и компонентов, позволяющих улучшить свойства сухих смесей с фосфогипсовым вяжущим. Использование добавок способствует повышению основных физико-механических показателей сухих гипсовых смесей. При правильном сочетании компонентов в ССС происходит изменение свойств растворной смеси, технологических и технических показателей материалов на основе ССС [1, 2, 3]. Анализ отечественных и зарубежных исследований показал, что при производстве ССС основным компонентом является гипсовое вяжущее, набор различных химических добавок и наполнителей.

В работе [4] для повышения физико-механических характеристик смеси в состав гипсовой клеевой сухой строительной смеси дополнительно вводится борная кислота в качестве антисептирующей добавки в количестве 0,1-0,7%, в качестве водоудерживающей добавки применили крахмалсодержащий компонент в количестве 1,8-9,0. Наличие данных модификаторов позволило достичь следующих характеристик смеси: жизнеспособность смеси от 2,5 до 10 часов; водоудерживающая способность 96,0-99,4%; прочность сцепления с основанием через 72 часа - 0,7-1,0 МПа, а добавление 20% от массы вяжущего акриловой эмульсии позволили еще больше повысить характеристики: жизнеспособность смеси до 16,5 часов; водоудерживающую способность до 99,6%; прочность сцепления с основанием через 72 часа - не менее 1,0 МПа.

В свою очередь авторы [5] в составе штукатурной гипсовой сухой строительной смеси включающей гипс строительный, известь, загуститель - эфир крахмала, наполнитель, водоудерживающий компонент, замедлитель твердения, содержит в качестве наполнителя - керамзитовую пыль 5-20%, в качестве водоудерживающей добавки - полиэтиленоксид 1,0-1,5%, в качестве замедлителя твердения - лимонную кислоту 0,039-0,041%. Задача, которая решалась в данной работе направлена на повышение адгезионной прочности, водостойкости штукатурных гипсовых сухих строительных смесей, а также расширение сырьевой базы за счет использования местного минерального сырья и отходов производства для удешевления материалов без ухудшения их основных потребительских свойств.

Применение данных наполнителей и функциональных добавок позволило достичь следующих физико-технических характеристик: жизнеспособность 85-95 часов; водоудерживающая способность 97-98%; прочность при сжатии 6,2-6,5 МПа; прочность сцепления с основанием - 0,4-0,55 МПа; коэффициент размягчения - 0,55-0,70.

В работе [6] в составе сухой композиции для создания самовыравниващихся быстротвердеющих наливных полов включающей гипсовое вяжущее, суперпластификатор и активатор твердения, дополнительно содержит в качестве вяжущей основы смесь портландцемента 8,4-15,6%, б-полугидрата сульфата кальция (гипса) 4,5-10,2% и алюминатного цемента12,8-23,4%, в роли суперпластификатора - полиэтиленгликоль 0,8-3,9% и сополимер винилацетат-этилен 3,0-4,6%, а в качестве активатора твердения - высокодисперсный диоксид кремния с удельной поверхностью 6000-10000 см2/г в количестве 20,4-27,0%.

Основной целью создания сухой композиции для самовыравнивающихся быстротвердеющих наливных полов, было придание смеси при затворении оптимальным временем жизнеспособности в высокоподвижном состоянии, увеличение скорости ее отверждения на раннем этапе и увеличение максимальной прочности в нормированное время (28 сут.) при одновременном сохранении эксплуатационных и эстетических свойств материала. композиционный гипсовый штукатурный строительный

Предложенный состав сухой композиции с установленным в нем соотношением ингредиентов позволяет реализовать необходимую подвижность затворенной массы, ее способность самовыравниваться и оптимальное время жизнеспособности, а также обеспечить достаточно быстрый набор прочности на раннем этапе отверждения и высокую конечную прочность полученного материала с одновременным сохранением его высоких эксплуатационных и эстетических свойств.

Однако, в рассмотренных примерах ССС в качестве основного вяжущего использован строительный гипс, полученный по традиционной технологии из природного гипсового камня. Целью данной работы было определить возможность применения композиционного гипсового вяжущего полученного на основе фосфогипса дигидрата с применением алюмосиликатных добавок [7-9] и сравнение со стандартными строительными смесями. В качестве экспериментальных составов штукатурной сухой строительной смеси выбраны следующие соотношения компонентов, приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Составы штукатурных сухих строительных смесей

Испытания экспериментальных составов производили по стандартным методикам, результаты испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2. Физико-механические свойства штукатурной сухой строительной смеси

Анализ таблицы 2 показал перспективность применение композиционного гипсового вяжущего на основе фосфогипса дигидрата в качестве основного вяжущего вещества. Положительный эффект в повышение таких физико-механических показателей как прочность на растяжение и при сжатии, а также высокий коэффициент размягчения обусловлено составом композиционного вяжущего. Наличие алюмосиликатных компонентов в составе композиционного вяжущего приводит к увеличению количества образующихся нерастворимых минералов по сравнению с гипсовым вяжущем на основе природного сырья, введение комплекса химических добавок, включая суперпластификатор Melflux 2641F, порообразователь, эфир целлюлозы MECELLOSE FMC 7117 и винная кислота повышают прочность сцепления с основанием и позволяет регулировать сроки схватывания и жизнеспособность штукатурной смеси.

Таким образом, применение композиционного гипсового вяжущего на основе фосфогипса дигидрата для производства штукатурных сухих строительных смесей можно считать обоснованным.

Библиографический список

1. Chen, X., Gao, J., Liu, C., Zhao, Y. Effect of neutralization on the setting and hardening characters of hemihydrate phosphogypsum plaster (2018) Construction and Building Materials, 190, pp. 53-64. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.095.

2. Nizeviиienл, D., Vaiиiukynienл, D., Michalik, B., Bonczyk, M., Vaitkeviиius, V., Jusas, V. The treatment of phosphogypsum with zeolite to use it in binding material (2018) Construction and Building Materials, 180, pp. 134-142. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.208.

3. Duan, Z., Li, J., Li, T., Zheng, S., Han, W., Geng, Q., Guo, H. Influence of crystal modifier on the preparation of б-hemihydrate gypsum from phosphogypsum (2017) Construction and Building Materials, 133, pp. 323-329. Цитировано 7 раз. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.12.060.

4. СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИИ: патент РФ № 2159749, 99123939/04, заявл. 15.11.1999, опубл. 27.11.2000, Текст. / Титов Ю.Н., Рахмин В.Н., Александров А.В., и т.д. Бюл. №33. 7 с.

5. ШТУКАТУРНАЯ ГИПСОВАЯ СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ: патент РФ № 2448923, 2010137385/03, заявл. 07.09.2010, опубл. 27.04.2012, Текст. / Халиуллин М. И. Гайфуллин А. Р. Бюл. №12. 7 с.

6. СУХАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ САМОВЫРАВНИВАЮЩИХСЯ БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИХ НАЛИВНЫХ ПОЛОВ: патент РФ № 2540703, 2013111576/03, заявл. 15.03.2013, опубл. 10.02.2015, Текст. / Тюльнин В. А. Бюл. №4. 7 с.

7. Страхов А. В. Производство гипсопуццоланового вяжущего повышенной водостойкости / А. В. Страхов, Ю.Г. Иващенко, Г.А. Корольков, С.А. Евстигнеев // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2016. - № 2 (16). - с. 5. - Загл. с титул. экрана. URL: http://trts.esrae.ru/31-160.

8. Вяжущее. патент РФ № 2538556, 2013146483/03 заяв. 17.10.2013. опубл. 10.01.2015 Текст. / Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Евстигнеев С.А., Тимохин Д.К.; Бюл. №1. 5 с.

9. Вяжущее. патент РФ № 2538556, 2013146748/03 заяв. 18.10.2013. опубл. 10.02.2015 Текст. / Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Евстигнеев С.А., Тимохин Д.К.; Бюл. №4. 5 с.

Аннотация

Проведен анализ возможности применения композиционного гипсового вяжущего полученного на основе фосфогипса дигидрата в производстве штукатурных сухих строительных смесей. Обосновано применение модифицирующих добавок различного назначения.

Ключевые слова: гипс, фосфогипс дигидрат, химические добавки, водостойкость, сухая строительная смесь, композиционное вяжущее

The analysis of the possibility of using composite gypsum binder obtained on the basis of phosphogypsum dihydrate in the production of dry plaster mixtures was carried out. The use of modifying additives for various purposes is grounded.

Keywords: gypsum, phosphogypsum dihydrate, chemical additives, water resistance, dry mortar, composite binder

Размещено на Allbest.ru